Ett par forskare, en med Max Planck Institute of Brain Research, den andra med Imperial College, har hittat mer effektiva sätt att blanda två vätskor med hjälp av simuleringar som körs på en superdator. I deras artikel publicerad i tidskriften Physical Review Fluids , Maximilian Eggl och Peter Schmid beskriver de faktorer som de tog hänsyn till när de skapade sina simuleringar och de strategier de fann som fungerade bäst.

Att blanda två vätskor är mycket vanligt, från att blanda grädde i kaffe, till att baka en kaka, till att göra cement. Att blanda två vätskor för att skapa en någorlunda homogen lösning är avgörande för ett brett spektrum av mänskliga ansträngningar. Men vad är det bästa sättet att göra det? Folk använder ofta en enda rund omrörare i sitt kaffe, bagare använder en mängd olika vispar och industrimän använder en mängd olika formade omrörare och ibland mer än en av dem. I denna nya ansträngning undersökte Eggl och Schmid om de kunde hitta ett mer allmänt tillvägagångssätt för effektiv blandning av två vätskor.

Forskarnas arbete gick ut på att börja med en enkel simulering där det fanns två rena lösningar i en cylindrisk behållare separerade i mitten – och två omrörare, en i varje lösning. Simuleringen visade hur de två vätskorna blandades när omrörarna båda flyttades med konstant hastighet runt cylindern. Forskarna körde sedan flera instanser av simuleringen och ändrade en eller flera faktorer före varje körning - påskyndade saker, till exempel, eller ändrade omrörarnas väg eller deras form, allt i ett försök att optimera blandningen. När varje simulering kördes noterade forskarna hur effektivt de givna faktorerna samverkade för att blanda de två lösningarna.

Med tiden fann forskarna att vissa faktorer fungerade bättre än andra - att ha en omrörare att röra sig snabbare än den andra, till exempel, eller att ha vissa paddelformer. De fann också att omrörare med släta kanter överlag fungerade bättre än de med vassa kanter. Och de fann att det var bättre att placera en omrörare i en högre position och att det också hjälpte att få omrörarna att röra sig i motsatta riktningar.

De fann också att om man lägger till lite jiggle i slutet av en omrörning skapade fler virvlar och därmed mer blandning. Forskarparet avslutar med att föreslå att deras tillvägagångssätt kan användas för att optimera blandningen av lösningar i specifika applikationer för att öka effektiviteten och skapa mer berikade produkter. + Utforska vidare

Forskare undersöker blandningsfraktion i klassiska novaer

© 2022 Science X Network